此外，将氢气应用于储能领域，可以同时兼顾以下优势：
1）具备更低的储能成本：固定式储能电池成本比储氢容器成本大约高 10 倍， 单车在储能优势下降到 3~5 倍（燃料电池的效率导致储能量比车在动力电池高一倍，同时，储氢体积能量密度低需要更高压力）；
2）与储电的互补性：相比动力电池的高频调节，氢储能属于低频调节，两者互 补性强；
3）灵活的制运储方式：长管拖车经济运输半径 300 公里以内；1 千公里以上可 长途输电-当地制氢，或天然气管道掺氢等。
2.5 中国氢能兼具产业基础及应用市场，综合优势显著
中国具有丰富的氢能供给经验和产业基础。经过多年的工业累计，中国已是世界 上最大制氢国，初步评估现有工业制氢产能为 2500 万吨/年，可为氢能及燃料电池产 业化发展初期阶段提供低成本的氢源。富集的煤炭资源辅之以二氧化碳捕捉与封存技 术可提供稳定、大规模、低成本的氢源供给。同时，中国是全球第一大可再生能源发 电国，每年仅风电、光伏、水电等可再生能源弃电约 1000 亿千瓦时，可用于电解水 制氢约 200 万吨，未来随着可再生能源规模的不断壮大，可再生能源制氢有望成为 中国氢源供给的主要来源。
中国氢能应用市场潜力巨大。氢能在能源、交通、工业、建筑等领域具有广阔的 应用前景，尤其以燃料电池车为代表的交通领域是氢能初期应用的突破口与主要市场。 中国汽车销量已连续十年居全球第一，其中新能源汽车销量占全球总销量的 50%。 工信部在新发布的《新能源汽车产业发展规划 2021-2035 年》中，将以新能源汽车 高质量发展为主线，探索新能源汽车与能源、交通、信息通信等深度融合发展的新模 式，重点向燃料电池车拓展。在工业领域，中国航贴、水泥、化工等产品产量连续多 年居世界首位，氢气可为其提供高品质的燃料和原料。在建筑领域，氢气通过发电、 直接燃烧、热电联产等形式为居民住宅或商业区提供电热水冷多联供。未来，随着碳 减排压力的增大与氢气规模化应用成本的降低，氢能有望在建筑、工业能源领域取得 突破性进展。
中国氢能与燃料电池技术基本具备产业化基础。经过多年科技攻关，中国已掌握 了部分氢能基础设施与一批燃料电池相关核心技术，制定出台了国家标准 86 项次， 具备一 定的产业装备与燃料电池整车的生产能力；中国燃料电池车经过多年研发积 累，已形成自主特色的电-电混合技术路线，并经历规模示范运行。
根据中国氢能联盟的预计，到 2030 年，中国氢气需求量将达到 3500 万吨，在 终端能源体系中占比 5%。到 2050 年氢能将在中国终端能源体系中占比至少达到 10%，氢气需求量接近 6000 万吨，可减排约 7 亿吨二氧化碳，产业链年产值约 12 万亿元。
3 产业发展基础先行，国产化同步推进
2019 年氢能源首次写入《政府工作报告》，政府工作任务中明确“将推动充电、 加氢等设施建设”。自 2011 年以来有关部门已经从战略、产业结构、科技、财政等方 面相继发布了一系列政策，引导鼓励氢燃料电池等氢能产业发展。按照 2019 年发布 的《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》，国内氢能从制氢到用氢发展路径逐渐清晰， 有助于我国提早进入能源自给自足的氢能社会：
制氢产业：短期优先选用工业副产氢，中期采用化石能源制氢结合碳捕捉技术， 长期采用可再生能源电解水制氢；
氢能储运：将按照“低压到高压”“气态到多相态”的技术发展方向，逐步提升氢气 的储存和运输能力；
燃料电池系统：将持续围绕功率、性能、寿命、成本四大要素而发展。具体应用 集中在交通领域，从商用车切入、乘用车跟进。
3.1 制氢：大规模低成本氢气是关键，路线由 “灰氢”向“绿氢”发展
目前制氢技术路线按原料来源主要分为化石原料制氢、化工原料制氢、工业尾气 制氢和电解水制氢几种。常规的制氢技术路线中以传统化石能源制氢为主，全球范围 内主要是使用天然气制氢，我国由于煤炭资源比较丰富，因此主要使用煤制氢技术路 线，占全国制氢技术的 60%以上。
为了区分制氢途径的清洁度（碳排放量），我们将可再生能源电解水得到的氢气 称为“绿氢”，生产过程做到零碳排放；将以化石能源为原料，通过蒸汽甲烷重整或自 热重整等方法制造的氢气称为“灰氢”，灰氢的成本较低，但是碳强度较高；在甲烷蒸 汽重整与自热重整制氢过程中增加碳捕捉和贮存环节（CCS），这样制出的氢气被称 为“蓝氢”。蓝氢可以降低碳排放量，但无法消除所有碳排。
化石原料制氢。化石原料制氢是通过煤炭、天然气、石油和页岩气等能源通过重 整生成氢气，目前技术路线十分成熟，平均价格也相对较低。我国煤炭资源丰富，化 石原料制氢主要以煤或者煤焦作为原料，通过重整反应得到以 H2和 CO 为主要成份 的混合气，再经过净化和提纯等环节产生成品氢气。而天然气制氢价格挂钩天然气价 格，中国“富煤、缺油、少气”的资源禀赋特点，仅有少数地区可以探索开展，天然气 制氢平均成本明显高于煤气化制氢。国际上主要是以天然气和页岩气等以甲烷水蒸气 为主要成份的原料进行重整。
化工原料制氢。使用甲醇等化工原料在一 定温度和压力条件下，在催 化剂作用 下发生裂解反应产氢气和 CO 等含碳气体。CO 和水蒸气可以继续发生变换反应，最 终生成 H2 和 CO2，之后再通过变压吸附去除 CO2，得到高纯度 H2。甲醇裂解技术 工艺系统比使用化石能源制氢简单，运行更加稳定，产品气中不含污染物或有害气体， 特别适用于中小规模制氢。但生产成本受甲醇价格影响明显，制氢成本明显高于化石 能源制氢或工业副产物制氢。
工业副产制氢。工业副产制氢是在工业生产的过程中，利用富含氢气的终端废弃 物或副产物作为原料，采用变压吸附法（PSA）回收提纯制氢。工业副产主要来自以 下两个来源：焦炉煤气制氢和氯碱副产品气制氢。焦炉煤气中，氢气含量占 50%以 上，除此还含有大量甲烷，经过压缩、提纯和脱氧等工艺可以制取高浓度氢气。但现 实问题是目前焦炉煤气在钢铁企业中，已经被充分利用为烧结、炼铁和炼钢等工序的 燃料，工艺流程之间配合成熟，采用焦炉煤气制氢发展空间有限。氯碱副产物制氢是 指在通过电解饱和 NaCl 溶液的方法来制取 NaOH 的过程中，会生成 Cl2和 H2副产 物，副产物气体杂质含量低，在提纯前氢气浓度已经大于 99%，提纯难度比较小。 据资料统计，目前 30%以上的副产物氢气直接被放空排放，没有得到有效利用。回 收使用氯碱行业氢气副产物可快速满足国内氢气需求，同时具有经济优势。
电解水制氢。电解水制氢是原理最为简单的制氢方法，将正负电极插入水中并通 直流电，水中的氢离子在阴极发生还原反应析出氢气，氢氧根离子在阳极发生氧化反 应析出氧气。电解水制氢技术设备简单，工艺流程稳定可靠，产生的氢气纯度极高， 可以满足高纯度的氢气需求，同时不产生污染。但缺点是能耗大，制氢成本是目前工 业化制氢领域最高的，单位制氢成本是煤制氢的 4~5 倍。而且规模较小，制氢量一 般小于 200m3 /h。目前电解成本高是制约电解水制氢技术推广使用的最重要原因。但 同时，在我国三北地区，大量可再生能源电力如风电和光伏发电还存在不能并网的情 况。由于电能不能大规模储存，弃风弃光一方面造成了能源的浪费，另外还会造成设 备的损耗。因此采用可再生能源如风能和太阳能发电，再进行电解制氢，可极大降低 制氢成本，是目前制氢领域的研究热点，具有技术可行性和经济优势。
制氢路线上将由化石能源制氢逐步过渡至可再生能源制氢。随着氢能在社会发 展中的需求量越来越大，制氢作为氢产业链的最上游也将会得到飞速发展。选取具有 经济优势的技术路线，降低制氢成本，是氢能推广使用的关键。在现有的制氢技术 中，使用煤或天然气制氢具有显著的成本优势，而且我国具有丰富的煤炭资源。但使用化石能源作为原料终究不可持续，而且会产生新的污染。使用甲醇等化工原料制氢 受上游产品约束，产量和价格浮动较大，难以形成稳定有效的氢能供给。使用工业尾 气制氢同样存在原料少，来源不稳定的问题。目前看来，可以支撑未来巨大氢能需求 量，原料来源稳定的制氢方式应为电解水制氢。虽然目前由于成本太高，电解水在氢 能制备产业中只占 4%左右，与其它方式相比暂时不具备竞争优势。但如果能考虑利 用我国每年大量不能上网的风能和光伏等可再生能源电力作为能源，可以极大地降低 制氢用电成本，推动电解水技术推广使用，同时可有效解决可再生电力消纳问题。
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